错流微滤制备动态膜过程中细微颗粒沉积机理

第63卷第11期2012年11月化工CIESC学报JournalVo1．63No．11November2012错流微滤制备动态膜过程中细微颗粒沉积机理柏斌，潘艳秋(大连理工大学化工与环境生命学部，辽宁大连116023)摘要：以煤基炭膜为基膜，以ZrOz为涂膜颗粒，在实验研究的基础上对错流微滤过程中沉积颗粒进行受力分析，分别建立径向颗粒的可能沉积临界粒径模型、轴向上颗粒的可能移动临界粒径模型和圆周方向的颗粒可能滚动临界粒径模型。并以温度、错流速率、渗透通量为主要影响参数，分别对3种临界粒径模型进行模拟研究，探讨颗粒沉积机理。结果表明，压力增大(渗透通量提高)、温度降低以及错流速度降低，都可增大动态膜层厚度；由于净重力的影响，在水平膜管内圆周方向动态膜膜层厚度分布不均匀通过增加错流速率可明显减小此种差异；模拟结果与实验结果的一致性证实了所建模型的可靠性。关键词：动态膜；错流微滤；临界粒径模型；颗粒沉积DOI：10．3969／j．issn．0438—1157．2012．11．025中图分类号：TQ028．8文献标志码：A文章编号：0438—1157(2012)11—3553—07Mechanismofmicro-sizedparticledepositioninpreparationofdynamicmembranewithCROSS-flowmicrofiltrationBOBin，PANYanqiu(FacultyofChemicalEnvironmentalandBiologicalScienceandTechnology，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，Liaoning，China)Abstract：Thecriticalparticlesizemodelwasdevelopedthroughanalyzingtheforcesactingonasingleparticlewithaxial，radialandcircumferentialdirectionsconsidered．Theeffectsoffeedtemperature。cross—flowvelocityandpermeatefluxonthecriticalparticlesizewereinvestigatedtheoreticallyandexperimentally，andthemechanismofparticledepositionwasdiscussed．Bothsimulationandmeasuredresultsshowthatthemembranethicknessbecomeslargerwiththedecreaseoffeedtemperatureandincreaseoftrans—membranepressuredifference。andsmallerwiththeincreaseofcross—flowvelocity．Becauseofthenetgravity，thereexistsadynamiclayerofnon—uniformthicknessalongthecircumferencedirectioninthehorizontaltube．Thisnon—uniformitycanbereducedevidentlyasthecross—velocityincreases．Themodelcalculationisingoodagreementwiththeexperimentalresults．Keywords：dynamicmembrane；cross-flowmicrofiltration；criticalparticlesizemodel；particledeposition引言动态膜(DM)是一种特殊形式的膜，也是一2012—03—22收到初稿，2O1205-09收到修改稿。联系人：潘艳秋。第一作者：柏斌(1986)，男，硕士研究生。基金项目：国家自然科学基金项目(20976020)。种次生膜，它一般以多孔介质为基膜，在基膜表面形成一定厚度的滤饼层。该滤饼层既有分离作用，又能使基膜免受或少受污染。目前动态膜技术的研Receiveddate：2012—03—22．Correspondingauthor：PANYanqiu，yqpan@dlut．edu．cnFoundationitem：supportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(20976020)．·3554·化工学报第63卷究主要停留在实验阶段_1。，对动态膜形成机理的研究已成为水处理界的研究热点之一l1]。动态膜形成研究的关键在于颗粒